Диабет является хроническим метаболическим заболеванием, поражающим примерно 537 миллионов взрослых во всем мире, и его распространенность продолжает расти. В то время как большинство дискуссий сосредоточено на гликемическом контроле и сердечно-сосудистых осложнениях, растущее количество доказательств подчеркивает значительное, но часто упускается из виду последствие: нарушение здоровья костей и повышенный риск переломов. Связь между диабетом и костью сложна, включающая несколько патофизиологических путей, которые ставят под угрозу целостность скелета. Для людей, живущих с диабетом, понимание этих механизмов имеет важное значение для предотвращения переломов, которые могут серьезно снизить мобильность, независимость и общее качество жизни.

Как диабет влияет на здоровье костей

Диабет оказывает пагубное влияние на кость через несколько взаимосвязанных механизмов, которые изменяют как структуру, так и материальные свойства скелета. Хроническая гипергликемия, дефицит инсулина или резистентность и системное воспаление способствуют кости, которая слабее и более восприимчива к перелому. Исследователи выявили специфические клеточные и молекулярные изменения, которые помогают объяснить, почему диабетическая кость часто более хрупкая, чем можно было бы предсказать стандартными измерениями плотности костей.

Роль конечных продуктов расширенной гликации (AGE)

Один из важнейших механизмов, связывающих диабет с плохим качеством костей, включает накопление прогрессирующих конечных продуктов гликирования (AGEs). Когда уровень сахара в крови остается постоянно высоким, молекулы глюкозы неферментативно связываются с белками, липидами и нуклеиновыми кислотами, образуя AGE, которые накапливаются в тканях с течением времени. В кости, AGEs поперечно-сшивающие коллагеновые волокна внутри внеклеточного матрикса. В то время как нормальное поперечно-сшивание коллагена, индуцируемое AGEs, делает коллаген более хрупким и менее способным поглощать энергию. Это снижает прочность кости, а это означает, что требуется меньше силы для возникновения перелома. Кроме того, AGEs связываются с их рецептором (RAGE) на остеобластах и остеокластах, вызывая воспалительные сигналы, которые дополнительно нарушают нормальный костный оборот. Исследования показали, что повышенные уровни AGE в сыворотке коррелируют с повышенным риском перелома независимо от минеральной плотности кости (BMD).

Дисбаланс в ремоделировании костей

Кость — это динамическая ткань, которая подвергается непрерывному ремоделированию, организованному остеобластами (клетками, формирующими кости) и остеокластами (кости-восстанавливающими клетки). Диабет нарушает этот тонкий баланс. При диабете 1 типа отсутствие инсулина — гормона с анаболическим воздействием на кость — снижает активность остеобластов и формирование костей. При диабете 2 типа резистентность к инсулину и компенсаторная гиперинсулинемия первоначально стимулируют пролиферацию остеобластов, но со временем сами костные клетки становятся менее отзывчивыми. Кроме того, гипергликемия может ингибировать дифференцировку остеобластов и способствовать апоптозу. При этом активность остеокластов может быть повышена из-за воспалительных цитокинов, таких как TNF-α и IL-6, которые повышены при диабете. Чистый эффект — это состояние низкого костного образования и высокой резорбции костей, что приводит к микроархитектурному ухудшению. Особенно поражена трабек

Гормональные и воспалительные факторы

Диабет также изменяет несколько гормонов и сигнальных молекул, регулирующих метаболизм костей. При диабете 2 типа гиперинсулинемия может подавлять инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1), нарушая функцию остеобластов. Амилин, гормон, сосекретаризованный с инсулином, обычно подавляет активность остеокластов, но его дефицит при диабете 1 типа способствует усилению резорбции костей. Адипокины, такие как лептин и адипонектин, которые дисрегулируются при диабете 2 типа, связанном с ожирением, также модулируют активность костных клеток. Кроме того, хроническое низкосортное воспаление, характерное для диабета, повышает уровень провоспалительных цитокинов, которые способствуют остеокластогенезу и ингибируют образование костей. Эти гормональные и воспалительные изменения усугубляют прямые эффекты гипергликемии, создавая враждебную среду для здоровья скелета.

Тип 1 против типа 2 Диабет - различные риски, похожие последствия

В то время как оба основных типа диабета увеличивают риск переломов, основные механизмы и фенотипы костей различаются. При диабете 1 типа начало обычно происходит в детстве или подростковом возрасте, критический период для наращивания костной массы. Дефицит инсулина уменьшает образование костей во время роста, что приводит к снижению пиковой костной массы. Многие люди с диабетом 1 типа также имеют сниженные маркеры костного оборота и более низкие показатели BMD Z по сравнению с возрастными контрольными показателями. Риск перелома увеличивается примерно в 1,5-3 раза, причем бедро является наиболее часто поражаемым местом.

Диабет 2 типа представляет собой парадокс. МДД часто нормальный или даже выше, чем у лиц без диабета, что может предполагать защиту от переломов. Тем не менее, эпидемиологические исследования последовательно показывают более высокий риск переломов, особенно в бедре и проксимальной плечевой кости. Это несоответствие объясняется плохим качеством костей — кость плотнее, но более хрупкая из-за накопления AGE, аномальной микроархитектуры и нарушения восстановления микроповреждений. Концепция «качества костей» имеет решающее значение: прочность костей зависит не только от того, сколько костей присутствует, но и от его материальных свойств, архитектуры и оборота. При диабете 2 типа кость может казаться прочной на сканировании DXA, но она слабее, чем ожидалось, для ее плотности. Риск падений также повышен из-за периферической нейропатии, ретинопатии и гипогликемических эпизодов, что еще больше увеличивает частоту переломов.

Риск перелома у людей с диабетом

Переломы у людей с диабетом не только чаще, но и труднее поддаются лечению. Повышенный риск поражает множественные участки скелета, а осложнения, такие как задержка заживления, инфекция и сбой имплантатов, встречаются чаще. Понимание величины и закономерностей этого риска необходимо для клиницистов.

Сайты с трещинами и распространенность

Бедро является наиболее тщательно изученным местом перелома при диабете. Мета-анализы сообщают об относительном риске (RR) перелома бедра примерно от 1,3 до 1,6 при диабете 2 типа и от 3 до 6 при диабете 1 типа. Также распространены переломы позвоночника; хотя они могут не всегда присутствовать остро, они способствуют хронической боли в спине, потере роста и кифозу. Кривоногие и гумеральные переломы повышены, особенно у пожилых женщин с диабетом 2 типа. Кривые и гумеральные переломы заслуживают особого внимания, потому что диабетическая нейропатия может маскировать боль, что приводит к задержке диагностики и нейроартропатии Шарко. Общая нагрузка существенна: одно крупное когортное исследование показало, что избыточный риск перелома при диабете 2 типа был эквивалентен старению около 10 лет с точки зрения вероятности перелома бедра.

За пределами плотности костей: почему качество имеет значение

Стандартная клиническая практика использует двухэнергетическую рентгеновскую абсорбционометрию (DXA) для диагностики остеопороза и оценки риска переломов. Однако DXA измеряет минеральную плотность изолярной кости (g/cm2), которая не фиксирует материальное или структурное ухудшение диабетической кости. Следовательно, многие люди с диабетом, у которых перелома нет в остеопоротическом диапазоне. Инструменты оценки риска переломов, такие как FRAX®, в настоящее время не включают диабет в качестве независимого фактора риска, что означает, что они могут недооценивать вероятность перелома в этой популяции. Исследователи изучают дополнительные методы визуализации, такие как трабекулярная оценка кости (TBS), периферическая количественная компьютерная томография высокого разрешения (HR-pQCT) и анализ микроконечных элементов, чтобы лучше оценить качество костей при диабете 2 типа. TBS, в частности, показал перспективу в различающем статусе перелома при диабете 2 типа независимо от МДД.

Лекарства и здоровье костей при диабете

Определенные препараты, снижающие уровень глюкозы, также влияют на метаболизм костей, и их эффекты должны учитываться при лечении пациента с диабетом и высоким риском переломов. Выбор терапии может либо защитить, либо нанести вред скелету.

Thiazolidinediones (TZDs)

Тиазолидиндионы, такие как розиглитазон и пиоглитазон, являются сенсибилизаторами инсулина, которые активируют PPAR-γ. В то время как они эффективны для гликемического контроля, TZD увеличивают риск потери костной массы и переломов, особенно у женщин. PPAR-γ активация способствует дифференцировке мезенхимальных стволовых клеток в адипоциты, а не остеобласты, уменьшая образование костей. TZD также увеличивают активность остеокластов. Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) выпустило предупреждение о повышенном риске переломов с использованием TZD. Эти агенты следует избегать или использовать с осторожностью у пожилых людей, особенно женщин с дополнительными факторами риска остеопороза.

Ингибиторы SGLT-2

Канаглифлозин и другие ингибиторы SGLT-2 снижают уровень глюкозы в крови, способствуя гликозурии. В первоначальных клинических испытаниях сообщалось о повышенном риске ампутаций нижних конечностей и переломов канаглифлозином, хотя последующие анализы дали смешанные результаты. Риск переломов выглядит скромным и может быть связан с истощением объема и падением, а не с прямым воздействием на кость. Однако ингибиторы SGLT-2 вызывают экскрецию фосфата, что может стимулировать паратиреоидный гормон (ПТГ) и потенциально увеличить костный оборот. Текущие данные свидетельствуют о том, что риск переломов в целом низкий, но осторожность оправдана у пациентов с хроническим заболеванием почек или ранее существовавшим заболеванием костей.

инсулин

Инсулиновая терапия, хотя и необходима при диабете 1 типа и многих случаях прогрессирующего диабета 2 типа, несет риск гипогликемии, которая может привести к падениям. Кроме того, хроническая гиперинсулинемия может понизить ось IGF-1 в кости. Тем не менее, инсулин оказывает анаболическое воздействие на кость на физиологическом уровне, и его чистое влияние на риск переломов, вероятно, нейтрально, когда гипогликемические эпизоды сведены к минимуму.

Метформин, сульфонилмочевина и новые агенты, такие как агонисты рецепторов GLP-1 и ингибиторы DPP-4, по-видимому, имеют нейтральные или даже полезные скелетные эффекты в большинстве исследований. Агонисты рецепторов GLP-1 могут снизить риск переломов за счет воздействия на костный оборот и массу тела. Клиницисты должны индивидуализировать фармакотерапию диабета на основе профиля риска переломов пациента.

Стратегии профилактики и управления

Учитывая высокую нагрузку переломов при диабете, для сохранения здоровья костей необходимы активные меры. Многогранный подход, сочетающий гликемический контроль, питание, физические упражнения, профилактику падения и адекватный мониторинг, может значительно снизить риск.

Контроль глюкозы в крови

Оптимальный гликемический контроль является краеугольным камнем профилактики осложнений, связанных с диабетом. Снижение HbA1c снижает образование AGEs, тем самым сохраняя целостность коллагена. Было показано, что интенсивная инсулинотерапия при диабете 1 типа улучшает маркеры образования костей. Однако агрессивное снижение глюкозы должно быть сбалансировано с риском гипогликемии, что увеличивает риск падения. Индивидуализированные цели, которые минимизируют как гипергликемию, так и гипогликемию. Избегание больших гликемических колебаний может быть особенно важным для здоровья костей.

Питание: кальций, витамин D и белок

Лица с диабетом часто имеют неоптимальное потребление необходимых для костей питательных веществ. Кальций и витамин D имеют решающее значение для минерализации костей и мышечной функции. Национальные институты здравоохранения (NIH) рекомендуют 1000-1200 мг кальция в день (из диеты и добавок, если это необходимо) и 600-800 МЕ витамина D, хотя для людей с дефицитом могут потребоваться более высокие дозы. Уровень витамина D следует контролировать и дополнять по мере необходимости, особенно потому, что диабет связан с более низкими концентрациями 25-гидроксивитамина D. Адекватное потребление белка также важно для поддержания мышечной массы и костной матрицы. Некоторые данные свидетельствуют о том, что средиземноморские или растительные диеты, богатые фруктами, овощами и цельными зернами, могут снизить уровни AGE и улучшить здоровье костей. Магний, витамин K и калий также играют роль в метаболизме костей и должны быть получены с помощью сбалансированной диеты.

Рекомендации по выполнению

Физическая активность является мощным вмешательством для улучшения плотности костей, мышечной силы и баланса. Упражнения с отягощениями (ходьба, бег трусцой, подъем по лестнице) и тренировки с отягощениями (подъемные веса, полосы сопротивления) стимулируют формирование костей и увеличивают МДД в местах, наиболее подверженных переломам. Для людей с диабетом физические упражнения также улучшают гликемический контроль и снижают риск падения. Американская диабетическая ассоциация (ADA) рекомендует по крайней мере 150 минут умеренной аэробной активности в неделю, а также две-три сессии тренировки с отягощениями. Специальные программы, которые касаются индивидуальных сопутствующих заболеваний, таких как периферическая нейропатия или диабетическая язва стопы, обеспечивают безопасность при максимизации преимуществ.

Профилактика падения

Падения являются основным фактором переломов у людей с диабетом. Периферическая нейропатия вызывает потерю чувствительности и проприоцепцию в ногах, увеличивая неустойчивость. Нарушение зрения от ретинопатии или катаракты еще больше нарушает баланс. Гипогликемия может вызвать головокружение или синкопе. Комплексная оценка риска падения должна включать обзор лекарств (особенно тех, которые вызывают седацию или ортостатическую гипотензию), проверки зрения и оценки безопасности дома. Такие вмешательства, как тренировка баланса (Тай Чи), упражнения для укрепления мышц и использование вспомогательных устройств, могут уменьшить падения. Управление нейропатической болью и предоставление соответствующей обуви также помогают.

Мониторинг плотности костей

Поскольку диабетическая болезнь костей может существовать с нормальными результатами DXA, решение о скрининге не должно полагаться исключительно на показатели Т-баллы МДД. Многие руководящие принципы рекомендуют более раннее и более частое тестирование плотности костной ткани у лиц с многолетним диабетом, особенно женщин и мужчин в постменопаузе, когда доступно, может предоставить дополнительную информацию о микроархитектуре кости. У лиц с высоким риском маркеры костного оборота могут быть измерены для оценки состояния ремоделирования. Когда диагностируется остеопороз (или если возникает хрупкий перелом), следует рассмотреть лечение антирезорбтивными или анаболическими агентами, такими как бисфосфонаты, деносумаб, терипаратид или ромозумаб. Эти лекарства, как было показано, снижают риск переломов в общей популяции, хотя конкретные данные у пациентов с диабетом менее надежны. Решение о лечении должно включать риск переломов, функцию почек и потенциальные взаимодействия с лекарствами от диабета.

Роль поставщиков медицинских услуг

Здоровье костей должно быть неотъемлемым компонентом комплексной помощи при диабете. Врачи первичной медико-санитарной помощи, эндокринологи и гериатры должны знать о повышенном риске переломов и активно оценивать его. Это означает, что нужно спрашивать о падениях, боли в спине и предыдущих переломах; проводить тест на подвижность; и проверять на кифоз или потерю роста. Лабораторная оценка должна включать статус витамина D и кальция, а при указании - маркеры костного обмена. Обращение к специалисту по здоровью костей или службе связи переломов может помочь обеспечить соответствующую работу и лечение. Образование пациентов одинаково важно: люди с диабетом должны понимать, что их болезнь влияет не только на уровень сахара в крови, но и на их кости, и что активные шаги - хороший контроль, правильное питание, физические упражнения и профилактика падения - могут сохранить их скелетную силу.

Заключение

Влияние диабета на здоровье костей глубоко и многогранно. От накопления AGE, которые хрупкие коллагена до нарушения нормального ремоделирования костей и дополнительных рисков падений от нейропатии, диабет создает идеальный шторм для переломов. Парадокс диабета 2 типа - более высокий риск развития МПКТ, но более высокий риск переломов - подчеркивает важность качества костей по сравнению с количеством. Клиническое управление должно выходить за рамки гликемического контроля, чтобы включать в себя систематическую оценку риска переломов, индивидуальную фармакотерапию и вмешательства в образ жизни, которые укрепляют скелет и уменьшают падения. Интегрируя здоровье костей в рутинную помощь при диабете, клиницисты могут помочь своим пациентам избежать разрушительных последствий переломов и поддерживать активную, независимую жизнь в течение многих лет.

Для дальнейшего чтения см. обзор Национальной библиотеки медицины по диабету и кости , заявление о позиции ADA по диабету и здоровью костей и Отчет о костной и совместной инициативе .